Комплексная диагностика сочетанных повреждений таза, проектирование и управление конструкциями внешней фиксации (экспериментально-клиническое исследование)

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

14.00.22 - Травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Комплексная диагностика сочетанных повреждений таза, проектирование и управление конструкциями внешней фиксации (экспериментально-клиническое исследование)

Борозда Иван Викторович

Якутск - 2009

Работа выполнена на кафедре травматологии, ортопедии и ВПХ с курсом стоматологии ГОУ ВПО «Амурская государственная медицинская академия» Росздрава

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор

Воронин Николай Ильич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

Пальшин Геннадий Анатольевич

ГОУ ВПО «Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова»

доктор медицинских наук

Стэльмах Константин Константинович

ФГУ «Уральский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии

им. В.Д. Чаклина» Росздрава

Ведущее учреждение

ФГУ Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г.А. Илизарова

Защита диссертации состоится «18» ноября 2009 г. в «12» часов, на заседании диссертационного совета Д 212.306.05 в ГОУ ВПО «Якутский государственный университет им. М.К. Аммосова» по адресу: 677000 г. Якутск, ул. Белинского 58.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Якутского государственного университета им. М.К. Аммосова.

Автореферат разослан «_____» _________________ 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук Ф.А. Захарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Рост дорожно-транспортного травматизма, отмеченный в России в последние десятилетия, привел к повышению доли переломов костей таза при автодорожной травме с 20% до 52% (Черкес-Заде Д.И., 1997; Шаповалов В.М. с соавт., 2000).

По данным ЦИТО, в 2007 г. динамика травматизма в регионах с малой плотностью населения (Дальневосточный Федеральный Округ), характеризующихся обширной территорией, недостаточно развитой инфраструктурой, низкой плотностью населения, более суровым климатом, лишь подчеркивает общую негативную тенденцию, по многим позициям превышая общероссийские показатели (Андреева Т.М. с соавт., 2008).

Являясь следствием высокоэнергетических повреждений, травма тазового кольца часто бывает сочетанной и множественной, что определяет последующий негативный результат лечения (Poole G.V., Ward E.F. et al., 1991). Многие авторы указывают на то, что характер повреждения костной основы тазового кольца определяет повреждения внутренних органов (Быстрицкий М.И., 1960; Каплан А.В., 1979; Tile M., 1980; Dalai S.A., Burgess A.R. et al., 1989).

В этой группе пострадавших закономерно отмечается высокая летальность (35 - 70%), частые осложнения (до 79%), и выход на инвалидность (до 67,6%) (Черкес-Заде Д.И., 1986; Лазарев А.Ф., 1992; Стэльмах К.К., 2005).

Учитывая высокий темп кровопотери, основными задачами травматолога при поступлении пострадавшего с травмой таза можно считать: полную своевременную диагностику повреждений, противошоковые мероприятия и правильный выбор показаний для консервативного или оперативного лечения (Шаповалов В.М. с соавт., 2000; Carillo E.N. et al., 1999). Таким образом, в этих ситуациях важнейшим мероприятием становится дифференцированный выбор тактики диагностики и лечения («менеджмента» у англоязычных авторов) и алгоритмизация действий травматологической службы (Lu W. et al., 2000).

Диагностика переломов костей таза и вертлужной впадины при оказании ургентной помощи травмированным представляет значительные трудности, что подтверждается высокой частотой расхождения клинических и патологоанатомических диагнозов (Letournel E., Judet R., 1981).

Ограниченная информативность рентгенологического обследования может быть повышена применением специальных укладок, предложенных П.С. Драчуком (1972) и R. Judet (1981) (Черкес-Заде Д.И., 1990; Рунков А.В., 2004; Шлыков И.Л., 2004).

В настоящее время для успешного лечения сложных свежих и застарелых переломов таза и вертлужной впадины, а именно при оперативном методе, необходимо применение компьютерной томографии (Шаповалов В.М. с соавт., 2000; Лазарев А.Ф., 2007), которая не всегда доступна районному звену травматологической службы, особенно в регионах с малой плотностью населения.

Методы лечения повреждений таза отличаются разнообразием. Однако, несмотря на совершенствование применяемых консервативных и оперативных методов лечения, частота неудовлетворительных результатов при тяжелых травмах таза даже в специализированных отделениях составляет от 20 до 38,5% (Шлыков И.Л., 2004).

По высоким репозиционным возможностям метод чрескостного остеосинтеза компрессионно-дистракционными аппаратами управляемого многоплоскостного действия не имеет альтернативы при лечении множественных повреждений таза различной локализации и степени тяжести, в том числе и застарелых (Рунков А.В., 2004; Шлыков И.Л., 2004).

Революционно новый системный (стандартизированный) подход к биомеханике чрескостного остеосинтеза, подробно освещенный в работах В.И. Шевцова с соавт., (1995), И.М. Пичхадзе (2003), Л.Н. Соломина (2005), представляется наиболее перспективным для развития всей оперативной травматологии и ортопедии, в том числе и хирургии повреждений таза.

В последнее десятилетие в научной литературе появились единичные работы об использовании в хирургии таза математического конечноэлементного моделирования.

Так, Г.В. Лобанов (2001) использует математическую модель для анатомического обоснования внешней фиксации таза. А.Г. Истомин (2002) сообщает о применении конечноэлементной модели таза для обоснования использования имплантата крестца при опухолях и нестабильности таза при травме. Для оценки биомеханических параметров способов внутренней и внешней фиксации таза математическую модель использовали J. Garcia et al. (2000).

Вместе с тем, имеющиеся разрозненные сведения, касающиеся биомеханических закономерностей соответствия разрушений тазового кольца повреждениям внутренних органов, не позволяют считать эту проблему до конца изученной.

Применяемые методики рентгенографического исследования не всегда эффективны в исследовании такой сложной пространственной структуры, как тазовое кольцо. Компьютерная и магнитно-резонансная томография доступна только специализированным лечебным учреждениям, в то время как существует необходимость точной диагностики, прогнозирования тяжести сочетанных повреждений и обоснованию индивидуализированного алгоритма для лечения больных с повреждениями таза именно в районных лечебных учреждениях.

Единичны или отсутствуют сведения о математическом моделировании, позволяющем систематизировать предоперационное планирование и послеоперационное ведение больных.

В связи с этим разработка новых эффективных методов прогнозирования, предоперационного планирования и лечения повреждений таза является актуальной и экономически значимой.

Цель исследования - улучшение результатов лечения больных с сочетанными повреждениями таза путем разработки системы комплексной диагностики, предоперационного проектирования и управления аппаратами внешней фиксации.

Задачи исследования:

Изучить соответствие типичных разрушений тазового кольца и повреждений внутренних органов путем биомеханического эксперимента.

Исследовать соответствие типичных повреждений таза и объемной скорости внутритканевого кровотечения посредством биомеханического эксперимента. остеосинтез таз деформированный повреждение

Проанализировать динамику накопления внутритазовой гематомы при типичных переломах таза по данным биомеханического эксперимента.

Математически обосновать корреляционную зависимость между средним смещением отделов таза, вероятностью повреждения внутренних органов и объемом кровопотери.

Разработать новые конструкции и способы оперативного лечения нестабильных повреждений таза и исследовать их с помощью биомеханического эксперимента.

Методом конечноэлементного математического моделирования оценить напряженно-деформированное состояние таза при остеосинтезе предложенными конструкциями.

Предложить систему комплексной диагностики сочетанных повреждений, предоперационного проектирования и управления аппаратами внешней фиксации таза и реализовать ее в виде компьютерной программы поддержки принятия решения.

Применить компьютерную программу поддержки принятия решений для диагностики и лечения больных с сочетанными повреждениями таза для оптимизации тактики диагностики и лечения в условиях Амурской области, индивидуализации предоперационного проектирования и управления аппаратами внешней фиксации.

Изучить исходы лечения, ошибки и осложнения при лечении больных с сочетанными повреждениями таза.

Научная новизна. На основании комплексного экспериментально-клинического исследования с использованием методик биомеханического исследования, математического моделирования и компьютерной обработки информации впервые установлена прямая корреляционная связь между характером типичных разрушений тазового кольца, повреждением внутренних органов и объемом внутритканевого кровотечения.

Разработана система комплексной диагностики сочетанных повреждений таза, предоперационного проектирования и управления конструкциями внешней фиксации таза, реализованная в виде компьютерной программы поддержки принятия решений при диагностике сочетанных повреждений таза. Программа поддержки принятия решений при диагностике сочетанных повреждений таза адаптирована к условиям региона с малой плотностью населения и применена на практике.

Впервые создана конечноэлементная модель тазового кольца, позволяющая в условиях численного эксперимента изучать напряженно-деформированное состояние таза при типичных его повреждениях и стабильность остеосинтеза различными устройствами. Разработаны и, с помощью коечноэлементной математической модели, обоснованы новые конструкции внешней фиксации и способы лечения повреждений таза.

Впервые разработан новый подход к проектированию и управлению конструкциями внешней фиксации в лечении повреждений таза, позволяющий индивидуализировать предоперационное планирование, сократить время оперативного вмешательства, улучшить возможности репозиции и стабильность фиксации отломков, что в свою очередь сократило время стационарного лечения и реабилитации больных.

Изучены исходы лечения, ошибки и осложнения при лечении больных с сочетанными повреждениями таза.

Практическая значимость. Проведенное экспериментальное и клиническое исследование позволило изучить закономерности повреждений внутренних органов и динамики внутритканевого кровотечения, возникающего при разрушении тазового кольца человека.

С помощью созданной конечноэлементной модели тазового кольца можно оценивать напряженно-деформированное состояние таза при применении различных конструкций для чрескостного остеосинтеза.

Применение системы комплексной диагностики сочетанных повреждений, предоперационного проектирования и управления аппаратами внешней фиксации таза, реализованной в виде компьютерной программы поддержки принятия решений (свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006612850), позволяет улучшить результаты лечения больных с повреждениями таза.

Использование предложенных конструкций и способов остеосинтеза повреждений таза (патенты РФ на изобретение №2159091; №2234277; №2309696; №2306895; № 2306896) позволяет уменьшить сроки стационарного лечения и реабилитации, а также улучшить анатомические и функциональные результаты лечения больных.

Полученные при исследовании данные использованы при обучении студентов медицинской академии и курсантов ФПК.

Внедрение результатов исследования. Результаты исследования внедрены в работу отделения травматологии и ортопедии Амурской областной клинической больницы, травматологических отделений клинической муниципальной больницы г. Благовещенска, Амурской областной детской клинической больницы, муниципальных городских и районных больниц Амурской области. Результаты исследования используются в учебном и научном процессе кафедры травматологии, ортопедии и ВПХ с курсом стоматологии, кафедры хирургии ФПК Амурской государственной медицинской академии.

Основные положения, выносимые на защиту:

Следующие показатели: среднее смещение отделов таза (Нср), выявленное при рентгенометрии, объем кровопотери (V) и вероятность повреждения внутренних органов имеют прямую корреляционную зависимость и могут быть использованы для прогнозирования тяжести состояния у больных с сочетанными переломами таза.

Разработанная методика экспериментального биомеханического исследования стабильности фиксации таза при чрескостном остеосинтезе позволяет стандартизировать оценку новых конструкций, применяемых для лечения больных с повреждениями таза.

Предложенная конечноэлементная математическая модель позволяет оценить стабильность остеосинтеза типичных повреждений тазового кольца различными конструкциями в условиях численного эксперимента.

Применение разработанной компьютерной программы поддержки принятия решений при лечении больных с сочетанными повреждениями таза позволяет оптимизировать тактику диагностики и лечения в условиях Амурской области, индивидуализировать предоперационное проектирование и управление конструкциями внешней фиксации и тем самым улучшить результаты лечения пострадавших.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на межобластной научно-практической конференции травматологов и ортопедов Дальнего Востока, Восточной Сибири и Якутии (Благовещенск 20-21 мая 2005); региональной научно-практической конференции колопроктологов, хирургов Дальневосточного, Сибирского федеральных округов «Актуальные проблемы ургентной колопроктологии» (Благовещенск 8-9 сентября 2005); заседании Амурского научно-практического общества травматологов-ортопедов (Благовещенск 2007, 2008, 2009); на научно-практической конференции хирургов и травматологов Амурской области (Благовещенск 2007, 2008, 2009); итоговой научно-практической конференции Амурской государственной медицинской академии (Благовещенск 2008); IV Международном Российско-китайском медицинском форуме (Благовещенск 2007).

Публикации. По теме исследования опубликовано 27 печатных работ, в том числе: монография «Лечение сочетанных повреждений таза»; 7 статей в научных изданиях, рекомендованных ВАК для публикации материалов докторских диссертаций и 19 статей в центральной и местной печати. Получено 5 патентов на изобретения и 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 279 страницах машинописного текста и состоит из введения, 8 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Список использованной литературы включает 300 источников, из них 168 на русском и 132 на иностранных языках. Работа иллюстрирована 30 таблицами, 116 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования. В основу работы положены результаты биомеханических экспериментов и клинических исследований.

Экспериментальное биомеханическое исследование было разделено на три части.

В первой части проводилось изучение зависимости повреждений внутренних органов от травмирующей нагрузки и вида повреждения таза. Известно, что характер повреждения костей таза зависит от силы, направления, площади соприкосновения и времени действия травмирующего агента, кроме того, следует различать ударное воздействие и сдавление (Крюков В.Н. с соавт., 1997).

Исследования проводились на 50 трупах людей обоего пола, умерших в возрасте от 18 до 65 лет от травм и заболеваний, не связанных с патологией костно-суставной системы. За основу взята методика экспериментов, проведенных В.Н. Крюковым с соавт. (1997).Труп с неизвлеченным комплексом внутренних органов закреплялся на испытательном стенде. Пересечением костей переднего или заднего отдела таза моделировалось заданное повреждение. Травмирующая нагрузка моделировалась в виде ударного воздействия отдельно в области переднего и заднего полукольца таза и в виде постепенного сдавления. Соответственно было выполнено три серии экспериментов. Измерялась величина смещения костных отломков. Разрушение (разрыв) стенки внутреннего органа визуализировалось, измерялись при помощи линейки, документировались при помощи фото и видеосъемки.

Повреждения переднего полукольца были сгруппированы в три типа нестабильного костного сектора. I тип - двухсторонний перелом лонных и седалищных костей в пределах запирательных отверстий (типа “бабочки”). II тип - разрыв лонного симфиза (с краевым или оскольчатым переломом лонной кости или без него) и односторонний перелом лонной и седалищной кости в пределах запирательного отверстия. III тип - разрыв лонного сочленения и перелом передней колонны, проникающий в вертлужную впадину. Повреждения заднего отдела таза моделировались в виде: вертикального перелома крестца по крестцовым отверстиям, одновременно в области переднего полукольца пересекался лонный симфиз для создания односторонней нестабильности таза; горизонтального перелома крестца на уровне III крестцового позвонка.

Отдельно изучали повреждения внутренних органов при разрушении тазового кольца по типу компрессии. Повреждения таза моделировались в виде двух вертикальных переломов крестца по крестцовым отверстиям и двухсторонних переломов лонных и седалищных костей типа «бабочки», с дополнительным рассечением лонного симфиза с двухсторонним полным нарушением стабильности, гарантировавшим максимальное смещение отломков.

Вторая часть экспериментального исследования. В ходе изучения соответствия тяжести внутритканевого кровотечения повреждениям таза были проведены две серии экспериментов. Исследования проводились на 20 трупах людей обоего пола, умерших в возрасте от 23 до 82 лет от травм и заболеваний, не связанных с патологией костно-суставной системы. Внутрикостная сосудистая система, подвздошные артерии и вены таза заполнялись по методике В.Я. Протасова (1970).

При проведении первой серии экспериментов исследовали объемную скорость кровотечения из раненных сосудов (общей подвздошной артерии и вены) и поврежденных костей при типичных переломах тазового кольца. На трупе с неизвлеченным комплексом внутренних органов, после выполнения лапаротомии перевязывалась нижняя полая вена и брюшная аорта выше места ее бифуркации. Отдельно, чрескожно, перевязывались бедренные вена и артерия с двух сторон. В переднее-верхнюю ость подвздошной кости вводилась игла для внутрикостного введения, которая соединялась с банкой Боброва. Банка заполнялась раствором полиглюкина, окрашенным бриллиантовым зеленым. Раствор полиглюкина использовался в качестве жидкости, имитирующей кровотечение, так как он имеет молекулярную массу 60±10х103, относительную вязкость при 20°С 2,8-4,0, pH 4,5-6,5, сходную с нормальными физическими показателями крови человека, не обладая в то же время способностью к свертыванию.

С помощью манжеты и «груши» от тонометра в системе создавалось давление 120 мм рт. ст., которое контролировалось манометром. Нагнетание раствора в кость производилось до тех пор, пока сосуды (аорта и нижняя полая вена) не заполнялись, что контролировалось визуально. Последовательно моделировали ранения с дефектом до 1,5 мм общей подвздошной артерии, вены и переломы костей таза - относительно-стабильные и нестабильные. После чего оценивали объемную скорость истечения раствора и рассчитывали объем экспериментального кровотечения через 30 и 60 мин (нормативные сроки оказания врачебной помощи).

В ходе второй серии экспериментов исследовали изменение внутриполостного давления при формировании внутритазовой гематомы. На трупе с неизвлеченным комплексом внутренних органов, после выполнения лапаротомии в полость таза имплантировали экспандер, соединенный с водяным манометром. Лапаротомную рану послойно ушивали. Для моделирования накопления внутритазовой гематомы использовали раствор полиглюкина, окрашенный бриллиантовым зеленым. Раствор вводили с постоянной скоростью, через воздушную иглу диаметром 1 мм забрюшинно, по методике Школьникова-Селиванова-Цодыкса под давлением 120 мм. рт. ст, создаваемым грушей для внутриартериального введения в банке Боброва. Давление контролировали манометром от тонометра. Таким образом, первым этапом моделировалось стабильное повреждение таза. Затем, пересечением костей переднего и заднего отдела таза вторым этапом моделировали относительно-стабильное и, третьим этапом - нестабильное повреждение. С помощью деревянного клина создавали диастаз до 5 см соответственно в области переднего, а затем - заднего отделов таза. Секундомером определяли скорость введения раствора. Изменение давления внутри полости таза регистрировали водяным манометром.

В третьей части экспериментального исследования изучали биомеханические параметры внешней фиксации таза по аналогии с методикой Л.Н. Соломина (2005), разработанной для исследования стабильности остеосинтеза длинных трубчатых костей. В ходе трех серий экспериментов изучалось взаимоотношение трех подсистем (модулей I, II, III порядка). Затем оценивалась стабильность остеосинтеза предложенными способами по сравнению с эталонной (накостный остеосинтез).

Исследование модулей I и II порядка (система кость-фиксатор, кость-аппарат) выполнялось на 35 высушенных тазовых костях человека, представлявших собой модель костной ткани с наименьшими прочностными характеристиками.

Модуль III порядка (поврежденное тазовое кольцо, взаимодействующее с аппаратом внешней фиксации) был изучен на 20 мацерированных препаратах тазового кольца. Забор материала производился от трупов людей обоего пола, умерших в возрасте от 25 до 85 лет от травм и заболеваний, не связанных с патологией костно-суставной системы. Препарат таза закреплялся на биомеханическом стенде по методике В.М. Шаповалова с соавт. (2000). Биомеханические параметры остеосинтеза рассматривались в соответствии со следующими видами повреждений таза: одностороннее нестабильное повреждение с вертикальным переломом крестца; одностороннее нестабильное повреждение с разрывом крестцово-подвздошного сочленения.

Данные, полученные в эксперименте, и клинические данные анализировали с помощью многофакторного корреляционного и регрессионного анализа. Оценивали зависимость между средним смещением отделов таза (Нср), выявленном при рентгенометрии, объемом кровопотери (V) и вероятностью повреждения органов брюшной полости и малого таза. В дальнейшем эти показатели были использованы для создания шкалы прогнозирования сочетанных повреждений таза и компьютерной программы поддержки принятия решений.

Математическое конечноэлементное моделирование тазового кольца проводилось по методике А.В. Бушманова и М.А. Серова (2004). Было исследовано напряженно-деформированное состояние тазового кольца в условиях остеосинтеза аппаратом внешней фиксации различной конструкции и в комбинации с остеосинтезом винтом крестцово-подвздошного сочленения.

Клиническая часть исследования основана на анализе результатов лечения 479 больных с повреждениями таза, находившихся на лечении в ЛПУ Амурской области с 1994 по 2007 г.г. 68,4% пострадавших получили травму в результате автодорожного происшествия. В качестве рабочей использовалась рекомендуемая АО/ASIF классификация повреждений таза M. Tile (1988).

Все больные были разделены на подгруппы соответственно повреждениям: стабильные, относительно-стабильные, нестабильные, повреждения вертлужной впадины (Табл.1).

Таблица 1

Распределение больных по группам и виду повреждения

Вид повреждения	Основная группа (n=136)	Группа сравнения 1 (n=301)	Группа сравнения 2 (n=42)
Стабильные (Тип А)	59 (43,4%)	153 (50,8%)	-
Относительно-стабильные (Тип В)	44 (32,3%)	77 (56,6%)	108 (35,9%)	148 (49,2%)	19 (45,2%)	42 (100%)
Нестабильные (Тип С)	21 (15,5%)		25 (8,3%)		18 (42,9%)
Перелом вертлужной впадины	12 (8,8%)		15 (5%)		5 (11,9%)

Основную группу составили 136 больных, находившихся на лечении в клиниках кафедры травматологии АГМА с 2000 по 2007 г.г. При диагностике и лечении пострадавших этой группы применялась компьютерная программа поддержки принятия решений при диагностике сочетанных повреждений таза (свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006612850).

На этапе оказания квалифицированной помощи применение рассматриваемой методики оптимизировало процесс диагностики и организации противошокового лечения больных с сочетанной травмой таза благодаря наличию строгого тактического алгоритма.

На этапе оказания специализированной помощи компьютерная программа поддержки принятия решений позволяла проектировать конструкции внешней фиксации таза, индивидуализировать предоперационное планирование, ход операции и послеоперационное лечение пациентов.

77 травмированным с нарушением стабильности тазового кольца и повреждением вертлужной впадины выполнялся остеосинтез аппаратом внешней фиксации стержневой и спице-стержневой конструкции (патенты на изобретение №2159091, №2234277).

При лечении пациентов были использованы: способ чрескостного остеосинтеза нестабильного повреждения таза с вертикальным переломом крестца (патент на изобретение №2306896); способ комбинированного остеосинтеза нестабильного повреждения таза с разрывом крестцово-подвздошного сочленения (патент на изобретение №2306895); для проведения винтов через крестцово-подвздошное сочленение использовалось прицельное приспособление для остеосинтеза крестцово-подвздошного сочленения (патент на изобретение №2309696).

В группу сравнения 1 вошёл 301 больной, находившийся в ЛПУ Амурской области с 1994 по 1999 г.г. Лечение проводилось традиционными консервативными методами.

В группу сравнения 2 были включены 42 пациента, оперированные аппаратами внешней фиксации без применения предлагаемых методик диагностики и лечения.

Распределение больных по полу и возрасту во всех исследуемых группах было достаточно однородным. До 85,7% пострадавших находились в трудоспособном возрасте 20-60 лет. Мужчины составляли большинство (Табл. 2).

Таблица 2

Половые и возрастные особенности пациентов

Группы пациентов	Пол	Возрастные группы
	Муж.	Жен.	18-20	21-30	31-40	41-50	51-60	61-65
Основная группа (n=136)	88 (64,7%)	48 (35,3%)	14 (10,3%)	33 (24,3%)	37 (27,2%)	25 (18,4%)	18 (13,2%)	9 (6,6%)
Группа сравнения 1 (n=301)	186 (61,8%)	115 (38,2%)	33 (11%)	112 (37,2%)	68 (22,6%)	29 (9,6%)	38 (12,6%)	21 (7%)
Группа сравнения 2 (n=42)	23 (54,8%)	19 (45,2%)	6 (14,3%)	17 (40,4%)	11 (26,2%)	6 (14,3%)	2 (4,8%)	-

Методы исследования включали в себя: клинические методы; рентгенографию, КТ и МРТ исследование; рентгенометрию; оценку функциональных и анатомических результатов лечения; конечноэлементное математическое моделирование тазового кольца; статистическую обработку результатов исследования.

Методы исследования позволяли оценить тяжесть состояния больных с сочетанной травмой таза на момент поступления в клинику, а также степень восстановления функции и анатомии тазового кольца в отдаленные сроки после лечения.

Данные общего осмотра позволяли заподозрить тяжелые сочетанные повреждения таза, при которых состояние пациента оценивалось как тяжелое или крайне-тяжелое. Дальнейшая диагностика проводилась одновременно с противошоковым лечением с участием реаниматолога и госпитализацией в реанимационное отделение. При наличии диагностических данных о повреждении внутренних органов живота выполнялась лапароскопия. Верифицированное внутриполостное кровотечение было показанием к экстренной операции, одновременно проводилась фиксация таза противошоковым аппаратом, новокаиновые блокады.

Рентгенологическому исследованию подвергались все пациенты с переломами таза. Выполнялась полипроекционная рентгенография, при оказании помощи на специализированном этапе - КТ, МРТ. Исследования проводили с момента госпитализации пострадавших и в динамике наблюдения за ними. Отдаленные результаты оценивались в сроки от 1 до 3 лет.

Оценку результатов лечения проводили по следующим критериям: оценке восстановления анатомических соотношений костей таза по рентгенометрическим показателям по методике, предложенной А.В. Рунковым и И.Л. Шлыковым (2004), и функционального статуса пациентов по Majeed (1989) в отдаленные сроки после лечения.

Анатомические результаты лечения содержали три градации: хорошие, удовлетворительные и плохие. Хороший анатомический результат - остаточное смещение в задних отделах таза менее 10 мм, в передних - менее 15 мм и асимметрия тазобедренных суставов менее 10 мм при отсутствии патологической подвижности половин таза. Удовлетворительный анатомический результат - хотя бы один из рентгенометрических показателей находится в следующих пределах: смещение в задних отделах таза от 10 до 19 мм, в передних - от 15 до 29 мм, асимметрия тазобедренных суставов от 10 мм до 19 мм, патологическая подвижность половин таза не более 5 мм. Плохой анатомический результат - смещение в задних отделах таза более 20 мм, в передних - более 30 мм, асимметрия тазобедренных суставов более 20 мм, независимо от наличия патологической подвижности половин таза.

Функциональный результат оценивается путем суммирования всех баллов отдельно для работавших и не работавших пациентов по шкале Majeed (1989).

Общая оценка результата лечения включала в себя степень восстановления анатомии и функции таза и имела три градации: хороший, удовлетворительный и плохой.

Градация «хороший» результат подразумевала наличие хорошего анатомического результата наряду с отличным и хорошим функциональным результатом. «Удовлетворительным» считали удовлетворительный анатомический и функциональный результат, «плохим» - плохой анатомический и функциональный результат.

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием программ «Microsoft Excel XP» в среде Windows XP. Проверку статистической гипотезы о различии между исследуемыми группами при нормальном распределении проводили при помощи t-критерия.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Экспериментальные исследования позволили различить несколько механизмов повреждений внутренних органов при типичных травмах таза в зависимости от вида внешнего воздействия. Результаты биомеханического исследования зависимости повреждений внутренних органов от травм таза приведены в таблице (Табл. 3).

Таблица 3

Зависимость повреждений внутренних органов от вида травмы таза

Вид травмы таза, количество проведенных исследований	Биомеханические данные	Типичные повреждения внутренних органов, вероятность их возникновения
Нестабильный костный сектор I типа. n=10	Удар спереди Сила 142±5,97 Н; Смещение 5,9±0,4 мм r=0,756	Разрыв мочевого пузыря 100%
Нестабильный костный сектор II типа. n=10	Удар спереди Сила 211±7,27Н; Смещение 9,2±0,24 мм r=0,738	Разрыв мочевого пузыря 60%; отрыв его шейки 30%; повреждение уретры 10%
Нестабильный костный сектор III типа. n=10	Удар спереди Сила173±6,64Н; Смещение 6,9±0,77 мм r=0,884	Разрыв мочевого пузыря 40%; отрыв его шейки 30%; повреждение уретры 30%
Односторонний перелом крестца по крестцовым отверстиям. Нестабильный перелом таза. n=5	Удар сзади Сила 214±4,56Н; Смещение 12,6±0,54 мм. r=0,613	Разрыв стенки прямой кишки 100%
Горизонтальный перелом крестца в проекции III позвонка. Стабильный перелом таза. n=5	Удар сзади Сила 162±5,21Н; Смещение 12±0,37 мм. r=0,728	Разрыв стенки прямой кишки 100%
Двухсторонний перелом лонных и седалищных костей с разрывом лонного симфиза. Нестабильный перелом таза. n=10	Компрессия таза Сила 276±6,51 Н; Смещение 60,2±6,46 мм r=0,194	Повреждение всех органов малого таза 100%

Примечание: r - коэффициент корреляции между силой травмирующего воздействия (Н) и величиной смещения отломков таза (мм).

Нестабильный костный сектор I типа находится в непосредственной близости к мочевому пузырю и уретре. Площадь контакта между отломками ветвей лонной и седалищной костей составляет, по данным морфометрического исследования, проведенного рядом авторов (Кутепов С.М., Минеев К.П., Стельмах К.К., 1992), в среднем до 7 см2, что обеспечивает большее сопротивление и меньшую амплитуду смещения отломков (5,9±0,4 мм) в местах переломов. Во всех проведенных исследованиях произошел разрыв стенки мочевого пузыря. Повреждения происходили по типу «гидродинамического удара» при силе травмирующего воздействия 142±5,97 Н. Отсутствие повреждений уретры и шейки мочевого пузыря объясняется, на наш взгляд, интактностью связок, удерживающих шейку мочевого пузыря при подобном варианте повреждения переднего полукольца таза.

Площадь контакта между отломками ветвей лонной и седалищной кости при переломе с образованием нестабильного костного сектора II типа составляет до 3,5 см2, что обеспечивает меньшее сопротивление и большую амплитуду смещения отломков в месте перелома. Вместе с тем, с медиальной поверхности нестабильный костный сектор ограничен гладкой поверхностью разорванного фиброхряща лонного сочленения, что обусловливает большую амплитуду смещения, по сравнению с нестабильным костным сектором I типа (9,2±0,24 мм). В то же время наличие небольшого по длине фрагмента (рычага) не позволяет эффективно реализовать повреждение уретры и отрыв шейки мочевого пузыря вследствие односторонней тракции его связок, как в случае с нестабильным сектором III типа. Частота повреждений мочевого пузыря (60%) при этой травме превалирует над отрывом его шейки (30%) и повреждением уретры (10%). Среднее значение травмирующей силы - 211±7,27 Н.

С медиальной поверхности нестабильный костный сектор III типа ограничен гладкой поверхностью разорванного фиброхряща лонного сочленения, что обусловливает большую амплитуду смещения. В то же время с латеральной стороны площадь соприкосновения отломков в области переднего края вертлужной впадины составляет 5 см2, это обеспечивает большее сопротивление в месте перелома. Вместе с тем наличие более длинного, по сравнению с нестабильным костным сектором II типа рычага, обеспечивает максимальную амплитуду смещения фрагмента (6,9±0,77 мм) именно в области лонного симфиза. Этим объясняется и большая вероятность повреждений уретры (30%) и отрыва шейки мочевого пузыря (30%), по сравнению с разрывом его стенки (40%) при меньшей травмирующей силе - 173±6,64 Н.

При переломах переднего полукольца таза и ударном воздействии, направленном спереди, повреждения матки и прямой кишки не происходили.

При повреждениях заднего полукольца таза по типу вертикального или горизонтального переломов крестца и ударе, направленном сзади, повреждения прямой кишки возникали от непосредственного воздействия сместившихся костных отломков. Связано это с тем, что анатомические особенности строения кишки, в отличие от мочевого пузыря, предопределяют не ограниченный объем полости, а, наоборот, возможность перераспределения содержимого по широкопросветной эластичной трубке, фиксированной к костным стенкам таза по-разному, в зависимости от наличия и длины брыжейки в соответствующем отделе. Травмирующая сила при вертикальном переломе крестца составляла 214±4,56 Н, при горизонтальном - 162±5,21 Н. Величина смещения соответственно была 12,6±0,54 мм и 12±0,37 мм., что больше, чем при повреждениях переднего отдела таза. При этом повреждения матки и мочевого пузыря не отмечались.

Воздействие травмирующей силы по типу компрессии с грубым смещением отломков таза приводило к повреждению всех внутренних органов, в том числе и матки. Матка, занимая срединное место среди внутренних органов полости таза, со всех сторон защищена от прямого травматического воздействия. Поэтому ее повреждение возможно лишь при максимальном смещении отломков таза с деформацией тазового кольца не менее 50% (60,2±6,46 мм). Отсутствие упругой деформации тазового кольца при его разрушении приводит к повреждению всех внутренних органов от воздействия компрессирующей силы 276±6,51 Н.

В ходе изучения соответствия тяжести внутритканевого кровотечения повреждениям таза были получены следующие данные (Табл. 4).

Расположение источников кровотечения при повреждениях таза в порядке увеличения скорости кровотечения следующее: кость, кость+вена, кость+аретрия, кость+вена+артерия. При одновременном повреждении кости и сосудов объемная скорость кровотечения увеличивается с 16,1±0,3 до 25,7±0,2 мл/мин при относительно-стабильных и с 16,1±0,3 до 28,6±0,2 мл/мин - при нестабильных переломах.

Таблица 4

Объемная скорость кровотечения в эксперименте (n=10)

Источники кровотечения и тип повреждения	Скорость кровотечения (мл/мин)	Объем кровопотери через 30 и 60 мин (мл)
Разрыв сочленений	Артерия	12,8±0,2	384/768
	Вена	12,5±0,3	375/750
	Артерия+Вена	16,1±0,3	483/966
Повреждение тип В	Кость	13,3±0,5	399/798
	Кость+Артерия	24,4±0,2	699/1398
	Кость+Вена	23,3±0,2	732/1464
	Кость+Артерия+Вена	25,7±0,2	771/1542
Повреждение тип С	Кость	21,3±0,4	639/1278
	Кость+Артерия	27,0±0,3	810/1620
	Кость+Вена	25,7±0,3	771/1542
	Кость+Артерия+Вена	28,6±0,2	858/1716

Результаты эксперимента по исследованию динамики внутриполостного давления при накоплении внутритазовой гематомы сведены в таблицу (Табл. 5).

Таблица 5

Давление внутри полости таза при типичных повреждениях тазового кольца в эксперименте (n=10)

Тип повреждения	Объем кровотечения на момент достижения максимального давления в полости таза (мл)	Давление внутри полости таза (мм.вд.ст.)
Повреждение тип А	670±125 мл	150±8 мм вд. ст.
Повреждение тип В	890±150 мл	135±11 мм вд. ст.
Повреждение тип С	1230±180 мл	120±8 мм вд.ст.

Расположение повреждений таза в порядке увеличения объема забрюшинной гематомы следующее: стабильные повреждения и разрывы сочленений (670±125 мл), относительно-стабильные (890±150 мл), нестабильные повреждения (1230±180 мл).

С увеличением степени нестабильности таза и увеличением объема забрюшинной гематомы уменьшается давление в полости малого таза со 150±8 мм вд. ст. при стабильных повреждениях, до 135±11 мм вд.ст.- при относительно-стабильных и 120±8 мм вд.ст. - при нестабильных повреждениях. Полученные данные были сопоставлены с минимальным показателем систолического артериального давления при травматическом шоке (70 мм рт.ст.) и нормальным показателем центрального венозного давления (120 мм вд.ст.).

Из проведенного анализа следует, что давление в полости таза, создаваемое забрюшинной гематомой не может являться препятствием для дальнейшего развития артериального внутритканевого кровотечения, т.к. давление это не превышает 150 мм. вд.ст., в то время как минимальный показатель САД составляет 70 мм рт.ст. (952 мм вд.ст.). В то же время венозное кровотечение при таком давлении в полости таза продолжаться не может, так как уровень ЦВД не превышает 120 мм вд. ст. При этом забрюшинная гематома, блокируя отток крови по нижней полой вене, служит своеобразным «венозным жгутом», за счет которого артериальное внутритазовое кровотечение усиливается!

Таким образом, устоявшееся клиническое понятие «тазовый объем», введенное англоязычными авторами (Moss M.C., Bircher M.D., 1996), справедливо только по отношению к венозному кровотечению и не отражает способности внутритазовой гематомы к ее фатальному распространению при артериальном кровотечении, что может способствовать совершению тактических ошибок.

Внутритканевое кровотечение останавливается за счет следующих механизмов: падения АД в момент травматического шока; механизмов свертывания крови; тампонады вен и сосудистых лакун при формировании забрюшинной гематомы и противошоковой фиксации костей таза. Следовательно, основными мероприятиями при оказании неотложной помощи больным с повреждениями, нарушающими целостность тазового кольца, должны являться: репозиция и ранняя противошоковая фиксация; производство новокаиновых и гемостатических блокад (по Школьникову-Селиванову-Цодыксу или В.А. Полякову); применение противошоковых пневматических костюмов или брюк, а при их отсутствии - эластическое бинтование нижних конечностей от периферии к центру; оперативная эмболизация поврежденных ветвей подвздошных артерий (при наличии соответствующих технических условий); инфузионная и гемостатическая терапия.

При экспериментальном исследовании биомеханики внешней фиксации таза оценивали значение силы, приложенной к составляющим аппарата внешней фиксации, при котором возникало разрушение кости. Эксперименты проводились по методике, предложенной Л.Н. Соломиным (2005).

Наибольшая стабильность системы кость-стержень (модуль I порядка) достигается в надвертлужной области введением конусного стержня (F=760±49,8 Н).

В передне-верхней ости наибольшая стабильность достигалась введением стержня с метафизарной резьбой (F=240±24,9 Н), а также введением стержней любой конструкции при условии их плотного контакта с кортикальными пластинками подвздошной кости (от F=160±124,4 Н до F=320±49,8 Н). В задне-верхней ости - введением стержня с метафизарной резьбой (F=180±99,1 Н), или введением стержня любой конструкции при плотном контакте последнего с кортикальными пластинками подвздошной кости (от F=140±99,5 Н до F=380±124,4 Н).

Наибольшая стабильность блока фиксатор - внешняя рама достигается при комбинированном применении стержней различной конструкции в зависимости от индивидуальных анатомических параметров кости в типичных точках введения. Так, в случае, когда удается ввести стержень между кортикальных пластин подвздошной кости с плотным контактом, наибольшая стабильность модуля II порядка достигается комбинированным использованием стержней (F=440±124,4 Н). Если же плотный контакт стержня с кортикальным слоем невозможен, следует использовать стержень с метафизарной резьбой (F=320±24,9 Н).

При исследовании стабильности остеосинтеза переломов типа С различными способами (модуль III порядка) за эталон приняты данные, полученные при использовании накостного остеосинтеза пластиной. Сравнение проведено по методике Л.Н. Соломина, 2005.

При этом наибольшей стабильности в случае перелома в заднем отделе таза позволяет добиться остеосинтез циркулярным аппаратом внешней фиксации, . В случае разрыва крестцово-подвздошного сочленения, , следовательно, остеосинтез разрыва крестцово-подвздошного и лонного сочленения циркулярным АВФ менее стабилен, чем эталон.

Использование же комбинации чрескостного остеосинтеза переднего отдела и разрыва крестцово-подвздошного сочленения метафизарным винтом позволяет увеличить стабильность фиксации .

Результаты биомеханического исследования были обработаны с помощью многофакторного корреляционного и регрессионного анализа.

Показатели, полученные при рентгенометрии таза: величина смещения переднего, заднего отделов таза, асимметрия тазобедренных суставов и их результирующая - среднее смещение отделов таза (Нср) - позволяют объективно расценивать степень стабильности тазового кольца при его повреждении.

Среднее смещение отделов таза (Нср), выявленное при рентгенометрии, и объем кровопотери (V) имеют сильную корреляционную зависимость. При относительно стабильных переломах Нср?10 мм, V<3000 мл, (r=0,958). При нестабильных переломах Нср>10 мм; V>3000 мл (r=0,968). Найденная зависимость позволяет практически с момента поступления больного в стационар и выполнения рентгенометрического анализа адекватно оценить тяжесть состояния, объем кровопотери и проводить рациональную инфузионно-трансфузионную терапию, которая в данном случае является залогом успешной борьбы с травматической болезнью и её осложнениями.

Вычислена прямая линейная корреляционная зависимость средней силы между степенью смещения костных отломков и вероятностью повреждения органов брюшной полости/малого таза. Наиболее вероятно повреждение внутренних органов при относительно стабильном переломе в диапазоне рентгенометрических значений Нср=6,8-8,9±0,3 мм (r=0,674), в то время как при нестабильном переломе Нср=12-16,7±0,4 мм (r=0,589).

С помощью разработанной математической конечноэлементной модели исследована стабильность фиксации тазового кольца при остеосинтезе: 1. относительно-стабильного повреждения таза полуциркулярным АВФ (F=550 Н); 2. нестабильного повреждения таза с разрывом крестцово-подвздошного сочленения циркулярным АВФ (F=465 Н); 3. нестабильного повреждения таза с переломом крестца циркулярным АВФ (F=560 Н); 4. нестабильного повреждения таза с разрывом крестцово-подвздошного сочленения метафизарным винтом и лонного сочленения полуциркулярным АВФ (F=510 Н).

Численные данные, полученные в биомеханическом эксперименте, подтверждают результаты конечноэлементного математического моделирования. Среднее значение ошибки между расчетным теоретическим значением силы, вызвавшей критическое смещение отломков и данными эксперимента D=0,926%.

Клиническое исследование. С целью прогнозирования тяжести сочетанного повреждения и предоперационного планирования нами была разработана компьютерная программа поддержки принятия решений при диагностике и лечении повреждений таза (свидетельство №2006612850), применявшаяся при лечении больных основной группы.

Для работы с программой необходимо наличие персональной ЭВМ с процессором не ниже Pentium II с возможностями чтения информационного носителя СД.

Согласно классификации В.А. Герасевича (2004), программа содержит три взаимосвязанных части: 1. информационный блок; 2. систему полуактивного диагностического поиска; 3. тактический алгоритм.

Врач, отвечая на вопросы, задаваемые компьютерной программой (система полуактивного диагностического поиска), формулирует диагноз и выбирает тактический алгоритм, который использует для лечения пациента.

На этапе оказания квалифицированной помощи применение рассматриваемой методики оптимизировало процесс организации противошокового лечения и диагностики больных с сочетанной травмой таза благодаря наличию строгого тактического алгоритма.

Для этого сначала верифицируется степень нарушения стабильности тазового кольца по данным рентгенометрии, методика которой приведена в программе.

Поскольку между показателем среднего смещения фрагментов таза (Нср), объемом внутритканевого кровотечения (V) и вероятностью повреждений внутренних органов существует прямая сильная корреляционная зависимость, изменение значения Нср позволяет объективно оценить тяжесть повреждения и выбрать тактику диагностики и лечения сочетанной травмы таза у конкретного пострадавшего.

Оценка тяжести состояния пациентов с сочетанной травмой таза производится с помощью разработанной нами шкалы прогнозирования тяжести травматического шока при сочетанной травме таза по клиническим показателям (Табл. 6). В основу схемы положена шкала «ВПХ - П (МТ)», разработанная коллективом авторов кафедры военно-полевой хирургии Военно-медицинской академии (Е.К. Гуманенко с соавт., 2004).

Таблица 6

Прогноз тяжести травматического шока при сочетанной травме таза

Вид повреждения	Объем кровопотери (мл)	Количество баллов
Переломы таза
Тип А	500	10
Тип В	1500	30
Тип С, перелом вертлужной впадины	2500	50
Сопутствующие повреждения
Закрытые переломы
Кисть, предплечье, стопа	1000	20
Плечо	1500	30
Бедро	2000	40
Ребро	250	5
Грудина	1500	30
Позвонок	2000	40
Открытые переломы, раны
Перелом сегмента	+ 500	10
Грудная клетка
Пневмоторакс	500	10
Напряженный клапанный пневмоторакс	2500	50
Гемоторакс малый	500	10
Гемоторакс средний	1500	30
Гемоторакс большой	2500	50
Повреждения внутренних органов брюшной полости и таза
Полый орган	500	10
Паренхиматозный орган	2500	50
Возраст больного
18-50 лет	Чk (k=1)	-
>50 лет	Чk (k=1,5)	-
Время, прошедшее с момента травмы до начала противошокового лечения
?30 мин	Чk (k=1)	-
30-60 мин	Чk (k=1,5)	-
?60 мин	Чk (k=2)	-
Прогноз (тяжесть травматического шока)
Благоприятный (средняя степень тяжести)	1000	<20
Сомнительный (тяжелый)	1.000-2.500	21-50
Неблагоприятный (крайне-тяжелый)	2.500-5.000	51-100

Примечание: Нейрохирургическая травма в схему не включена; 1 балл=50 мл кровопотери

На этапе оказания специализированной помощи компьютерная программа поддержки принятия решений позволила индивидуализировать предоперационное планирование, ход операции и послеоперационное лечение пациентов.

Биомеханические параметры остеосинтеза рассматривали в соответствии со следующими видами повреждений таза: относительно-стабильное повреждение; нестабильное повреждение; перелом вертлужной впадины с вывихом бедра. Нестабильное повреждение таза может включать два вида повреждений: перелом заднего отдела таза (крестца или подвздошной кости); разрыв крестцово-подвздошного сочленения.

Проектирование аппаратов внешней фиксации проходит ряд последовательных этапов (Соломин Л.Н., 2005):

1. Определение стратегии остеосинтеза. Сначала определяется базовый (стабильный) сегмент и потерявшие стабильность сегменты тазового кольца. Базовым сегментом будет считаться крестец и соединенная с ним подвздошная кость (или ее отломок) при условии сохранения неповрежденного связочного аппарата, соединяющего их. Прочие фрагменты признаются утратившими стабильность.

В случае, когда крестцово-подвздошные связки повреждены с обеих сторон, то базовой следует считать ту половину таза, где степень нестабильности меньше. Например, при наличии нестабильного повреждения справа и относительно-стабильного повреждения слева, базовой будет считаться левая половина таза. Для определения степени нестабильности повреждения таза необходимо выполнение рентгенометрии по прямой рентгенограмме таза и рентгенограмме во внутренней косой проекции или производство КТ.

Оценивают три параметра: степень смещения задних отделов таза; асимметрию тазобедренных суставов и степень смещения передних отделов таза. Наличие вертикального смещения задних отделов таза достоверно свидетельствует о наличии нестабильного повреждения, изменения остальных двух параметров - об относительно-стабильном повреждении.

После верификации повреждения выбирается соответствующий тип внешней рамы аппарата. Относительно-стабильные повреждения таза стабилизируются полуциркулярным аппаратом, в то время как для стабилизации нестабильного повреждения внешняя рама аппарата должна быть замкнутой.

2. Индивидуальный выбор типоразмера чрескостного элемента и позиции введения.

Производится путем измерения толщины костной ткани в месте введения чрескостных элементов. Параметры определяются на основании данных КТ, поэтому являются сугубо индивидуальными. Каждая позиция введения должна содержать точные пространственные характеристики (угол наклона в соответствующей плоскости, глубина введения врезной части стержня) во всех трех плоскостях. На основании полученных данных подбирается тип и размер чрескостных элементов. Количество чрескостных элементов зависит от степени остеопороза, массы тела пациента, степени нестабильности отломков таза, времени, прошедшего с момента травмы. Биомеханика управления пространственной ориентацией костных фрагментов таза предполагает эффективное поэтапное устранение многоплоскостных смещений.

3. Тактика остеосинтеза. В зависимости от характера перелома таза, тактика остеосинтеза складывается из введения чрескостных элементов и репозиции. Нами были разработаны и применены новые устройства и способы остеосинтеза повреждений таза (патенты РФ на изобретение №2159091; №2234277; №2309696; №2306895; № 2306896).